35kV动态无功补偿装置(SVG)冷却方式技术改造 .pdfVIP

35kV动态无功补偿装置（SVG）冷却方

式技术改造

尚衍超

国投江苏新能源有限公司

一、总体介绍

调研电网公司了解，随着电网考核制度完善和加强，为实

现“双碳”目标，高耗能产业面临限产、限电，新能源企业

面临着严峻考验。近期江苏电网重新修订统调发电机组考核

管理方法中第33条“加强对AVC投运与调差能力的考核”。

响水电站主要考虑通过SVG水冷方式改造，大幅度提高设备

稳定性，减少电网公司两个细则的考核，减少维护成本，对

不满足要求进行改造。

二、案例背景

响水恒能永能太阳能发电有限公司于2014年12月25日

并网发电，装机规模120MW。响水光伏电站安装1套35kV

24Mvar户内风冷直挂SVG成套设备，由思源清能电子有限公

司生产，型号为QNSVG-24/35。电站自投运发电以来，已连

续运行8年，电站所处地理东部沿海及化工厂边缘，环境湿

度及盐碱度较大，SVG设备受恶劣环境导致大量电路板老化

严重，设备故障率较高。

三、问题分析

（一）电网考核

电网公司因SVG故障造成对电网无功调节不足导致的电压不合格率考核，

AVC调节能力不满足电网要求被考核，影响电站在江苏省两个细则执行情况的评

比排名。

（二）设备安全

SVG设备老化造成设备绝缘性能下降，长期运行可能会导

致电气设备发生火灾风险，威胁其他设备安全与运维人员安

全。

（三）运维投入

SVG设备老化造成AVC调节能力大幅度下降，调峰调压、

调峰度夏期间以及重大节假日，运维人员需花费更多时间和

精力对设备全方面维护检修，花费较大的人力和财力及物力，

对电站安全稳定运行造成一定影响。

（四）设备故障

自2021年4月7日SVG设备故障跳闸23次，停机时长

2800h，故障原因主要为模块过温跳闸及模块通讯及驱动故障

跳闸。

（五）解决方案

响水电站主要考虑通过SVG水冷方式改造，大幅度提高设

备稳定性，减少电网公司两个细则的考核，减少维护成本，

对不满足要求进行改造，提出以下两种解决方案：

1.根据现场实际运行需求，原有35kV户外风冷直挂SVG

成套设备户外隔离开关、启动装置（包括启动开关和启动电

阻）、避雷器、连接电抗器、隔离开关至开关柜一次电缆和

二次电缆、围栏可利旧；交直流屏、后台、采样、开关柜位

置等至控制柜二次电缆可利旧，但是考虑水冷与风冷结构差

异，同时考虑距离偏差需增加转接端子箱及续接二次电缆。

其余设备需全部更换。

2.原SVG设备厂家，依旧采用风冷散热形式进行技改。考

虑到现场运行的原SVG设备采用风冷散热形式且运行7年时

间，部分SVG内部模块设备已达到使用损耗报废标准，需要

将原设备SVG的模块全部换新。

（一）水冷优点

（1）冷却方式良好：可调，按水温调整。

（2）密闭性完整：可以完全密闭。

（3）冷却效果好：受环境影响小，冷却效果好，设备寿命长。

（4）环境适应性好：设备几乎不受凝露、盐雾、风沙、盐碱和暴雪（5）等

恶劣环境影响，工作稳定。

（6）设备维护可靠：冷却设备维护工作量小，维护周期为1～2年。

（7）可靠性密闭清洁：设计运行条件可以良好得以保证。

（8）热容性热容较大，断水1分钟内不会造成设备过温失效。

（9）运行噪音小，在60dB以下。

（10）运行损耗平均运行损耗小。

（11）技术要求水冷设备系统复杂，对技术要求高。

四、工作过程及措施对策

改造方案提供的水冷系统，技术先进、运行稳定、性能优

异。水冷系统相比传统的风冷方式，具有高功率密度、安全

裕量大、环境适应能力强和噪音小等突出优点，是目前大功

率电力电子设备SVG首选的冷却方式。

水冷方案的描述如下：

水冷系统的内循环为水冷环路，外循环为风冷方式，如下

图所示。IGBT产生的热量通过水冷散热器传递到循环水流中，

热水汇流至主出水管在水泵的压力作用下，流经安装在设备

外部的水-空热交换器，经铜管和翅片将热量进一步传递给外

部风冷系统